Capteurs Acoustiques Hautes Températures

Membres de M2A impliqués dans le thème : 

Ferrandis J.-Y. (IR), P. Combette (Pr), Rosenkrantz E. (MC), Lévèque G. (Pr émérite), R. Boubenia (Doctorant), O. Gatsa (Doctorant)

Le groupe M2A, à travers près de deux décennies de collaboration avec des industriels tels que EDF ou le CEA, est aujourd’hui identifié comme spécialiste international de la caractérisation non destructive par ultrasons en milieu hostile. Dans ce cadre, une des problématiques de premier plan concerne l’identification, à travers la paroi d’un crayon de combustible de la composition et de la pression des gaz de fission relâchés. Le groupe M2A travaille donc depuis plusieurs années au développement de dispositifs permettant d'accroître la connaissance du comportement des crayons lors de leur irradiation et de poursuivre l'optimisation de la gestion des assemblages combustibles en centrale.

Dans le cadre d'une collaboration avec le CEA, nous avons conçu, développé et breveté un capteur ultrasonore dédié à la mesure en ligne et en temps réel du relâchement des gaz de fission dans des crayons combustibles expérimentaux sous irradiation. Après avoir démontré la faisabilité de la technique en laboratoire et particulièrement étudié le comportement des capteurs en conditions hostiles (effets des radiations gamma, d'irradiations neutroniques, influence de la température de l'ambiante à 220°C), la qualification au sein du réacteur expérimental OSIRIS du capteur développé a permis, lors d'une première mondiale, de suivre la cinétique de relâchement des gaz de fission. De plus, dans le cadre d’un partenariat avec EDF concernant le contrôle des gaz de relâchement de crayons REP, l’équipe travaille depuis plus de 10 ans sur le développement d'un dispositif rapide et sécurisé de contrôle non destructif de la pression/composition interne des crayons sur sites industriels (piscine de stockage et réacteurs). 

L’ensemble de ces travaux est poursuivi sur le présent contrat quinquennal dans l’objectif d’accroitre les températures de fonctionnement de nos capteurs, notamment pour des applications dans la nouvelle génération de réacteurs nucléaires expérimentaux. Deux thèses ont été de ce fait planifiées afin, d’une part  d’optimiser la synthèse de matériaux piézoélectriques pouvant fonctionner à des températures supérieures à 350°C et d’autre part de développer des matériaux passifs et des solutions d’intégration dans le but  de concevoir les capteurs afférents.